JPH04324072A - 非共沸混合冷媒用の冷凍回路 - Google Patents

非共沸混合冷媒用の冷凍回路

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JPH04324072A
JPH04324072A JP9536391A JP9536391A JPH04324072A JP H04324072 A JPH04324072 A JP H04324072A JP 9536391 A JP9536391 A JP 9536391A JP 9536391 A JP9536391 A JP 9536391A JP H04324072 A JPH04324072 A JP H04324072A
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JP
Japan
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refrigerant
boiling point
point refrigerant
heat exchanger
gas
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Application number
JP9536391A
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English (en)
Inventor
Hirokazu Akabane
赤羽根　大計
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Sanden Corp
Original Assignee
Sanden Corp
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Publication date
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Publication of JPH04324072A publication Critical patent/JPH04324072A/ja
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2400/00—General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
    • F25B2400/13—Economisers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2400/00—General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
    • F25B2400/23—Separators

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  • Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、非共沸混合冷媒を用い
た冷凍回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、２流体混合の非共沸混合冷媒（沸
点が異なる２つの冷媒の混合物）を単段圧縮機によって
圧縮する冷凍回路として図２に示すものが知られている
。図において２１は圧縮機、２２は凝縮器、２３は気液
分離器、２４は高沸点冷媒用の第１膨張弁、２５は２重
管式の熱交換器、２６は低沸点冷媒用の第２膨張弁、２
７は蒸発器である。
【０００３】図中矢印で示すように圧縮機２１から吐出
された非共沸混合冷媒は、凝縮器２２でその一部を凝縮
されて気液分離器２３に送り込まれ、該気液分離器２３
の上層にガス状の低沸点冷媒が、また下層に液状の高沸
点冷媒が夫々収容される。
【０００４】液状の高沸点冷媒は、気液分離器２３の下
層から第１膨張弁２４に送り込まれて減圧された後、熱
交換器２５の流路２５ａに送り込まれて他方の流路２５
ｂとの相互熱交換で蒸発し圧縮機２１に戻る。一方、ガ
ス状の低沸点冷媒は、気液分離器２３の上層から熱交換
器２５の流路２５ｂに送り込まれて他方の流路２５ａと
の相互熱交換で凝縮された後、第２膨張弁２６に送り込
まれて減圧され、さらに蒸発器２７に送り込まれて蒸発
し圧縮機２１に戻る。
【０００５】上記の冷凍回路では、ロ−レンツサイクル
によって広い温度範囲で凝縮と蒸発を行なって良好な成
績係数（ＣＯＰ）もって冷却を行なうことができ、−８
０℃以下の超低温冷却を実現できる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述の冷
凍回路では、気液分離器２３の下層から第１膨張弁２４
に送り込まれる液状の高沸点冷媒は飽和状態にあって過
冷却度が０℃であるため、送り込み途中で温度上昇や圧
力降下があるとフラッシュガスが発生し易く、第１膨張
弁２４における減圧作用及び熱交換器２５における熱交
換作用が十分に行なえなくなって冷凍能力が低下する欠
点がある。
【０００７】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、フラッシュガスの発生に
よる冷凍能力の低下を防止できる非共沸混合冷媒用の冷
凍回路を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
、請求項１では、圧縮機と、圧縮機から吐出された非共
沸混合冷媒を凝縮させる凝縮器と、凝縮器で凝縮された
冷媒をガス状の低沸点冷媒と液状の高沸点冷媒に分離す
る気液分離器と、気液分離器から送り出される液状の高
沸点冷媒を減圧する第１膨張手段と、減圧後の高沸点冷
媒とガス状の低沸点冷媒とを相互に熱交換させる熱交換
器と、熱交換後の低沸点冷媒を減圧する第２膨張手段と
、減圧後の低沸点冷媒を蒸発させる蒸発器とを具備し、
熱交換後の高沸点冷媒と蒸発後の低沸点冷媒を圧縮機に
戻すようにした非共沸混合冷媒用の冷凍回路において、
気液分離器から第１膨張手段に送り込まれる液状の高沸
点冷媒と熱交換器から圧縮機に戻される高沸点冷媒とを
相互に熱交換させる第２の熱交換器を設けている。
【０００９】また、請求項２では、圧縮機と、圧縮機か
ら吐出された非共沸混合冷媒を凝縮させる凝縮器と、凝
縮器で凝縮された冷媒をガス状の低沸点冷媒と液状の高
沸点冷媒に分離する気液分離器と、気液分離器から送り
出される液状の高沸点冷媒を減圧する第１膨張手段と、
減圧後の高沸点冷媒とガス状の低沸点冷媒とを相互に熱
交換させる熱交換器と、熱交換後の低沸点冷媒を減圧す
る第２膨張手段と、減圧後の低沸点冷媒を蒸発させる蒸
発器とを具備し、熱交換後の高沸点冷媒と蒸発後の低沸
点冷媒を圧縮機に戻すようにした非共沸混合冷媒用の冷
凍回路において、気液分離器から送り出される液状の高
沸点冷媒を２分する分流器と、分流器の一分流側から送
り出される液状の高沸点冷媒を減圧する第３膨張手段と
、分流器の他分流側から第１膨張手段に送り込まれる液
状の高沸点冷媒と第３膨張手段で減圧された高沸点冷媒
とを相互に熱交換させる第２の熱交換器を設け、第２の
熱交換器で熱交換された一分流側の高沸点冷媒を圧縮機
に戻すようにしている。
【００１０】
【作用】請求項１記載の冷凍回路では、気液分離器から
第１膨張手段に送り込まれる液状の高沸点冷媒と熱交換
器から圧縮機に戻される高沸点冷媒とを第２の熱交換器
で相互に熱交換させることで、第１膨張手段に送り込ま
れる液状の高沸点冷媒を冷却して適当な過冷却度を付与
することができ、送り込み途中で温度上昇や圧力降下が
あってもフラッシュガスが発生し難い。
【００１１】請求項２記載の冷凍回路では、気液分離器
から送り出される液状の高沸点冷媒を分流器で２分し、
該分流器の一分流側から送り出される液状の高沸点冷媒
を第３膨張手段で減圧した後、該減圧後の高沸点冷媒と
分流器の他分流側から第１膨張手段に送り込まれる液状
の高沸点冷媒とを第２の熱交換器で相互に熱交換させる
ことで、第１膨張手段に送り込まれる液状の高沸点冷媒
を冷却して適当な過冷却度を付与することができ、送り
込み途中で温度上昇や圧力降下があってもフラッシュガ
スが発生し難い。
【００１２】
【実施例】図１は本発明の一実施例を示す冷凍回路図で
あり、図において１は圧縮機、２は凝縮器、３は気液分
離器、４は高沸点冷媒用の第１膨張弁、５は２重管式の
第１熱交換器、６は低沸点冷媒用の第２膨張弁、７は蒸
発器、８は２重管式の第２熱交換器である。
【００１３】圧縮機１の吐出口は凝縮器２の入口に接続
され、該凝縮器２の出口は気液分離器３の入口に接続さ
れている。気液分離器３の低沸点冷媒出口は第１熱交換
器５の一方の流路５ａを介して第２膨張弁６の入口に接
続され、該第２膨張弁６の出口は蒸発器７の入口に接続
され、該蒸発器７の出口は圧縮機１の吸入口に接続され
ている。
【００１４】また、気液分離器３の高沸点冷媒出口は第
２熱交換器８の一方の流路８ａを介して第１膨張弁４の
入口に接続され、該第１膨張弁４の出口は第１熱交換器
５の他方の流路５ｂと第２熱交換器８の他方の流路８ｂ
を順に介して圧縮機１の吸入口に接続されている。
【００１５】図中矢印で示すように圧縮機１から吐出さ
れた非共沸混合冷媒は、凝縮器２でその一部を凝縮され
て気液分離器３に送り込まれ、該気液分離器３の上層に
ガス状の低沸点冷媒が、また下層に液状の高沸点冷媒が
夫々収容される。実際には凝縮器２で高沸点冷媒を完全
に凝縮することができないので、気液分離器３の上層に
は高沸点冷媒のガスが、また下層には低沸点冷媒の液が
夫々多少混入する。
【００１６】液状の高沸点冷媒は、気液分離器３の高沸
点冷媒出口から第２熱交換器８の流路８ａに送り込まれ
、他方の流路８ｂとの相互熱交換で冷却される。第２熱
交換器８で凝縮した後の高沸点冷媒は、第１膨張弁４で
減圧された後に第１熱交換器５の流路５ｂに送り込まれ
、他方の流路５ａと相互熱交換されて蒸発する。第１熱
交換器５で蒸発した後の高沸点冷媒は、第２熱交換器８
の流路８ｂに送り込まれ、他方の流路８ａと相互熱交換
されて圧縮機１に戻る。
【００１７】一方、ガス状の低沸点冷媒は、気液分離器
３の低沸点冷媒出口から第１熱交換器５の流路５ａに送
り込まれ、他方の流路５ｂとの相互熱交換で冷却されて
凝縮した後、第２膨張弁６に送り込まれて減圧され、さ
らに蒸発器７に送り込まれて蒸発し圧縮機１に戻る。
【００１８】この冷凍回路では、気液分離器３の高沸点
冷媒出口から送り出される液状の高沸点冷媒と第１熱交
換器５から圧縮機１に戻される高沸点冷媒とを第２熱交
換器８で相互に熱交換させることで、第１膨張手段４に
送り込まれる液状の高沸点冷媒を冷却して適当な過冷却
度を付与できるので、送り込み途中で温度上昇や圧力降
下があってもフラッシュガスが発生することがない。こ
れにより第１膨張弁４における減圧作用及び第１熱交換
器５における熱交換作用を適正に行なって冷凍能力の低
下を防止することができ、また第２熱交換器８で得られ
た過冷却分だけ冷凍能力を向上させることができる。
【００１９】図３は本発明の他の一実施例を示す冷凍回
路図であり、図において１１は圧縮機、１２は凝縮器、
１３は気液分離器、１４は高沸点冷媒用の第１膨張弁、
１５は２重管式の第１熱交換器、１６は低沸点冷媒用の
第２膨張弁、１７は蒸発器、１８は分流器、１９は高沸
点冷媒用の第３膨張弁、２０は２重管式の第２熱交換器
である。
【００２０】圧縮機１１の吐出口は凝縮器１２の入口に
接続され、該凝縮器１２の出口は気液分離器１３の入口
に接続されている。気液分離器１３の低沸点冷媒出口は
第１熱交換器１５の一方の流路１５ａを介して第２膨張
弁１６の入口に接続され、該第２膨張弁１６の出口は蒸
発器１７の入口に接続され、該蒸発器１７の出口は圧縮
機１１の吸入口に接続されている。
【００２１】また、気液分離器１３の高沸点冷媒出口は
分流器１８の入口に接続され、該分流器１８の一方（図
中上側）の出口は第２熱交換器２０の一方の流路２０ａ
を介して第１膨張弁１４の入口に接続され、該第１膨張
弁１４の出口は第１熱交換器１５の他方の流路１５ｂを
介して圧縮機１の吸入口に接続されている。また、分流
器１８の他方（図中下側）の出口は第３膨張弁１９の入
口に接続され、該第３膨張弁１９の出口は第２熱交換器
２０の他方の流路２０ｂを介して圧縮機１の吸入口に接
続されている。
【００２２】図中矢印で示すように圧縮機１１から吐出
された非共沸混合冷媒は、凝縮器１２でその一部を凝縮
されて気液分離器１３に送り込まれ、該気液分離器１３
の上層にガス状の低沸点冷媒が、また下層に液状の高沸
点冷媒が夫々収容される。実際には凝縮器１２で高沸点
冷媒を完全に凝縮することができないので、気液分離器
１３の上層には高沸点冷媒のガスが、また下層には低沸
点冷媒の液が夫々多少混入する。
【００２３】液状の高沸点冷媒は、気液分離器１３の高
沸点冷媒出口から分流器１８に送り込まれて２分される
。分流器１８の上側出口から送り出される液状の高沸点
冷媒は、第２熱交換器２０の流路２０ａに送り込まれ、
他方の流路２０ｂとの相互熱交換で冷却される。第２熱
交換器２０で冷却された後の高沸点冷媒は、第１膨張弁
１４で減圧された後に第１熱交換器１５の流路１５ｂに
送り込まれ、他方の流路１５ａとの相互熱交換で蒸発し
圧縮機１に戻る。また、分流器１８の下側出口から送り
出される液状の高沸点冷媒は、第３膨張弁１９で減圧さ
れた後に第２熱交換器２０の流路２０ｂに送り込まれ、
他方の流路２０ａと相互熱交換されて蒸発し圧縮機１に
戻る。
【００２４】一方、ガス状の低沸点冷媒は、気液分離器
１３の低沸点冷媒出口から第１熱交換器１５の流路１５
ａに送りこまれ、他方の流路１５ｂとの熱交換で冷却さ
れて凝縮した後、第２膨張弁１６に送り込まれて減圧さ
れ、さらに蒸発器１７に送り込まれて蒸発し圧縮機１１
に戻る。
【００２５】この冷凍回路では、気液分離器１３から送
り出される液状の高沸点冷媒を分流器１８で２分し、該
分流器１８の下側出口から送り出される液状の高沸点冷
媒を第３膨張手段１９で減圧した後、該減圧後の高沸点
冷媒と分流器１８の上側出口から送り出される液状の高
沸点冷媒とを第２熱交換器２０で相互に熱交換させるこ
とで、第１膨張手段１４に送り込まれる液状の高沸点冷
媒を冷却して適当な過冷却度を付与できるので、送り込
み途中で温度上昇や圧力降下があってもフラッシュガス
が発生することがない。これにより第１膨張弁１４にお
ける減圧作用及び第１熱交換器１５における熱交換作用
を適正に行なって冷凍能力の低下を防止することができ
、また第２熱交換器２０で得られた過冷却分だけ冷凍能
力を向上させることができる。
【００２６】尚、実施例で示した２重管式の各熱交換器
は冷媒相互で熱交換を行なえるものであれば他の形態の
ものであってもよく、また必要に応じて圧縮機の吸入口
側にアキュ−ムレ−タを設けたり、凝縮器用送風機や蒸
発器用送風機を設置してもよい。
【００２７】
【発明の効果】以上詳述したように、請求項１記載の冷
凍回路によれば、気液分離器から送り出される液状の高
沸点冷媒と熱交換器から圧縮機に戻される高沸点冷媒と
を第２の熱交換器で相互に熱交換させ、第１膨張手段に
送り込まれる液状の高沸点冷媒を冷却して適当な過冷却
度を付与しているので、送り込み途中で温度上昇や圧力
降下があってもフラッシュガスが発生することがなく、
第１膨張手段における減圧作用及び熱交換器における熱
交換作用を適正に行なって冷凍能力の低下を防止できる
ことに加え、第２の熱交換器で得られた過冷却分だけ冷
凍能力を向上できる利点がある。
【００２８】また、請求項２記載の冷凍回路によれば、
気液分離器から送り出される液状の高沸点冷媒を分流器
で２分し、該分流器の一分流側から送り出される液状の
高沸点冷媒を第３膨張手段で減圧した後、該高沸点冷媒
と分流器の他分流側から送り出される液状の高沸点冷媒
とを第２の熱交換器で相互に熱交換させ、第１膨張手段
に送り込まれる高沸点冷媒の飽和液を冷却して適当な過
冷却度を付与しているので、送り込み途中で温度上昇や
圧力降下があってもフラッシュガスが発生することがな
く、第１膨張手段における減圧作用及び熱交換器におけ
る熱交換作用を適正に行なって冷凍能力の低下を防止で
きることに加え、第２の熱交換器で得られた過冷却分だ
け冷凍能力を向上できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す冷凍回路図
【図２】従
来例を示す冷凍回路図
【図３】本発明の他の実施例を示す冷凍回路図
【符号の説明】
１…圧縮機、２…凝縮器、３…気液分離器、４…第１膨
張弁、５…第１熱交換器、６…第２膨張弁、７…蒸発器
、８…第２熱交換器、１１…圧縮機、１２…凝縮器、１
３…気液分離器、１４…第１膨張弁、１５…第１熱交換
器、１６…第２膨張弁、１７…蒸発器、１８…分流器、
１９…第３膨張弁、２０…第２熱交換器。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】圧縮機と、圧縮機から吐出された非共沸混
    合冷媒を凝縮させる凝縮器と、凝縮器で凝縮された冷媒
    をガス状の低沸点冷媒と液状の高沸点冷媒に分離する気
    液分離器と、気液分離器から送り出される液状の高沸点
    冷媒を減圧する第１膨張手段と、減圧後の高沸点冷媒と
    ガス状の低沸点冷媒とを相互に熱交換させる熱交換器と
    、熱交換後の低沸点冷媒を減圧する第２膨張手段と、減
    圧後の低沸点冷媒を蒸発させる蒸発器とを具備し、熱交
    換後の高沸点冷媒と蒸発後の低沸点冷媒を圧縮機に戻す
    ようにした非共沸混合冷媒用の冷凍回路において、気液
    分離器から第１膨張手段に送り込まれる液状の高沸点冷
    媒と熱交換器から圧縮機に戻される高沸点冷媒とを相互
    に熱交換させる第２の熱交換器を設けた、ことを特徴と
    する非共沸混合冷媒用の冷凍回路。
  2. 【請求項２】圧縮機と、圧縮機から吐出された非共沸混
    合冷媒を凝縮させる凝縮器と、凝縮器で凝縮された冷媒
    をガス状の低沸点冷媒と液状の高沸点冷媒に分離する気
    液分離器と、気液分離器から送り出される液状の高沸点
    冷媒を減圧する第１膨張手段と、減圧後の高沸点冷媒と
    ガス状の低沸点冷媒とを相互に熱交換させる熱交換器と
    、熱交換後の低沸点冷媒を減圧する第２膨張手段と、減
    圧後の低沸点冷媒を蒸発させる蒸発器とを具備し、熱交
    換後の高沸点冷媒と蒸発後の低沸点冷媒を圧縮機に戻す
    ようにした非共沸混合冷媒用の冷凍回路において、気液
    分離器から送り出される液状の高沸点冷媒を２分する分
    流器と、分流器の一分流側から送り出される液状の高沸
    点冷媒を減圧する第３膨張手段と、分流器の他分流側か
    ら第１膨張手段に送り込まれる液状の高沸点冷媒と第３
    膨張手段で減圧された高沸点冷媒とを相互に熱交換させ
    る第２の熱交換器を設け、第２の熱交換器で熱交換され
    た一分流側の高沸点冷媒を圧縮機に戻すようにした、こ
    とを特徴とする非共沸混合冷媒用の冷凍回路。
JP9536391A 1991-04-25 1991-04-25 非共沸混合冷媒用の冷凍回路 Pending JPH04324072A (ja)

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